动压沿空巷道煤柱失稳的能量表征与调控研究OA北大核心CSTPCD
煤岩破坏是能量驱动下的状态失稳现象,从能量角度描述煤岩破坏是评价工程稳定的有效方法之一。基于能量耗散有限差分算法,提出采用耗散能集中区定位煤岩破坏位置,采用耗散能密度评估煤岩破坏程度,描述煤岩峰后软化和变形破坏行为。将动压煤柱简化为平面应变模型,研究覆岩给定变形作用下煤柱耗散能演化规律,从能量角度揭示煤柱的变形失稳路径:煤柱能量耗散主要发生在峰后和残余阶段,峰后剪切面与角部能量耗散区贯通,并随加载程度增加发生内移,一旦弹性区消失,煤柱存在失稳风险。煤柱能量耗散及稳定状态与煤柱宽度、加载程度和加载方式有关。建立煤柱主动支护模型,研究锚杆(索)对能量耗散的调控效应,发现锚杆(索)可有效改善耗散能的传递和分布状态,支护强度增加有利于提高煤柱延性和抗变形能力,不同支护方式对耗散能的调控效果不同,锚索优于锚杆,对穿锚索优于常规锚索。以榆树岭矿小煤柱留巷为例,介绍小煤柱“锚杆+对穿锚索”支护的现场应用,取得良好的控制效果。
王猛;李志学;尚栋煌;韦四江;单成方;刘洪林;郑苛苛;李振华;
河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作454000 库车市榆树岭煤矿有限责任公司,新疆阿克苏843300 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作454000河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作454000河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作454000库车市榆树岭煤矿有限责任公司,新疆阿克苏843300新疆大学地质与矿业工程学院,新疆乌鲁木齐830046
矿山工程
沿空巷道护巷煤柱变形失稳能量演化稳定控制
《采矿与安全工程学报》 2024 (005)
P.958-970 / 13
国家自然科学基金项目(52174074,51704098);河南省自然科学基金项目(222300420048);河南省高校科技创新人才项目(23HASTIT012);河南理工大学杰出青年基金项目(J2021_4)。
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